C/C++ static、extern

一、static本质作用

　　与static相对的关键字是auto，两者是一对。我们一般声明变量，如：int a，其实都是auto int a，只是auto省略了而已，但是static不能省略。要理解static，最好先理解auto。auto的含义是由程序自动控制变量的生存周期，通常是变量在进入其作用域的时候被分配，离开其作用域的时候被释放；而static则不同，变量在程序初始化时被分配，直到程序退出前才被释放；也就是static是按照程序的生命周期来分配释放变量的，而不是按照变量自己的生命周期。

二、static用法

1.局部变量

　　如：void func()

　　{

　　　　int a;

　　　　static int b;

　　}

就算函数结束了，b的值也能够一直保持。每一次调用该函数，变量a都是新的，因为它是在进入函数体的时候被分配，退出函数体的时候被释放，所以多个线程调用该函数，都会拥有各自独立的变量a，因为它总是要被重新分配的；而变量b不管你是否使用该函数，在程序初始化时就被分配的了，或者在第一次执行到它的声明的时候分配（不同的编译器可能不同），所以多个线程调用该函数的时候，总是访问同一个变量b，这也是在多线程编程中必须注意的！

一般情况下，对于局部变量是存放在栈区的，并且局部变量的生命周期在该语句块执行结束时便结束了。但是如果用static进行修饰的话，该变量便存放在静态数据区，其生命周期一直持续到整个程序执行结束。但是在这里要注意的是，虽然用static对局部变量进行修饰过后，其生命周期以及存储空间发生了变化，但是其作用域并没有改变，其仍然是一个局部变量，作用域仅限于该语句块。

2.类的静态数据成员

　　class A

　　{

　　　　private:

　　　　static int s_value;

　　}；

　　类的静态成员必须初始化才能使用，因为它是在程序初始化的时候分配的，所以必须有初始化，类中只是声明，在cpp中才是初始化，静态成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式如下：

　　int A::s_value = 0;//<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>，注意，这里没有static的修饰！使用静态成员时，可以通过双冒号（即<类名>::<静态成员名>，也可以通过对象调用）。类的静态成员是该类所有实例的共用成员，也就是在该类的范畴内是个全局变量，也可以理解为是一个名为A::s_value的全局变量，只不过它是带有类安全属性的。道理很简单，因为它是在程序初始化的时候分配的，所以只分配一次，所以就是共用的。

3.类的静态成员函数

　　class A

　　{

　　private:

　　　　void init()；

　　　　static void output();

　　};

　　void main()
　　{
　　　　A::init();　　　　//A::init();会出错，因为不能通过类名来调用类的非静态成员函数。
　　　　A::output();
　　}

　　void main()
　　{
　　　　A pt;
　　　　pt.init();
　　　　pt.output();
　　}　　　　　　　　　　//编译通过，因为类的对象可以使用静态成员函数和非静态成员函数。

　　静态成员函数和静态数据成员一样，它们都属于类的静态成员，不是对象成员。因此，对静态成员的引用不需要用对象名，当然，通过对象来使用也可以。在静态成员函数的实现中不能直接引用类的非静态成员，可以引用类中的静态成员。如果静态成员函数中要引用非静态成员时，可通过对象来引用。因为静态成员函数属于整个类，在类实例化对象之前就已经分配空间了，而类的非静态成员必须在类实例化对象后才有内存空间，所以调用就会出错，就好比没有声明一个变量却提前使用它一样。

　　实现的时候也不需要static的修饰，因为static是声明性关键字；类的静态函数是在该类的范畴内的全局函数，实际上，它就是增加了类的访问权限的全局函数：void A::output();

　　注意：静态成员函数可以继承和覆盖,但无法是虚函数；在类的非静态成员函数中可以使用类的静态成员。

4.文件内全局变量

　　若在cpp中有，static int g_value = 0;

　　这个变量的含义是在该cpp内有效，其他的cpp文件不能访问这个变量；如果有两个cpp文件声明了同名的全局静态变量，那么他们实际上是独立的两个变量；如果不使用static声明全局变量：int g_value=0;那么将无法保证这个变量不被别的cpp共享，也无法保证一定能被别的cpp共享，看有没有extern。

5.普通函数

　　即静态函数，它只能在声明它的文件当中可见，不能被其它文件使用。

三、extern

　　extern用在变量或者函数的声明前，用来说明“此变量/函数是在别处定义的，可能是在别的文件，也可能是在本文件当前位置的后面，但是要在此处引用”。在这里要注意extern声明的位置对其作用域也有关系，如果是在main函数中进行声明的，则只能在main函数中调用，在其它函数中不能调用。其实要调用其它文件中的函数和变量，只需把该文件用#include包含进来即可，为啥要用extern？因为用extern会加速程序的编译过程，这样能节省时间。

1.cpp文件中

　　file1.cpp

　　int a=1;

　　file2.cpp

　　#include<stdio.h>

　　extern int a;

　　int main(void)

　　{

　　  printf("%d\",a);

　　  return 0;

　　}

　　这样，file2就可以用file1中的int a了，但是如果在file1中把int a=1改为static int a=1;那么在file2是无法访问到变量a的。原因在于用static对全局变量进行修饰改变了其作用域的范围，由原来的整个工程可见变为本源文件可见。

2.指示调用规范

在C++中extern还有另外一种作用，用于指示C或者C＋＋函数的调用规范。比如在C＋＋中调用C库函数，就需要在C＋＋程序中用extern “C”声明要引用的函数。这是给链接器用的，告诉链接器在链接的时候用C函数规范来链接。主要原因是C＋＋和C程序编译完成后在目标代码中命名规则不同，用此来解决名字匹配的问题。